力学实验和电学实验（2大考点）学生版

专题04力学实验和电学实验

考点01力学实验

一、实验题

1.（2025•安徽•一模）某实验小组想验证向心力公式表达式，实验装置如图1所示，一个半圆形光滑轨道，

右侧所标记的刻度为该点与圆心连线和竖直方向的夹角0,圆弧轨道最低点固定一个力传感器，小球达到该

处时可显示小球在该处对轨道的压力大小&，小球质量为〃，?重力加速度为g。

图1图2

实验步骤如下：

①将小球在右侧轨道某处由静止释放，记录该处的角度8；

②小球到达轨道最低点时，记录力传感器的示数人;

③改变小球释放的位置、重复以上操作，记录多组乙、。的数值；

④以区为纵坐标，cos。为横坐标，作出区-COS0的图像，如图2所示。

'mgmg

回答以下问题：

⑴若该图像斜率的绝对值4=,纵截距〃=,则可验证在最低点的向心力表达式

⑵某同学认为小球运动时的轨道半径为圆轨道半径与小球半径的差值，即小球球心到轨道圆心的距离才为

圆周运动的半径，因此区-cos。图像斜率绝对值欠的测量值与真实值相比________（填"偏大”"偏小〃或"相

mg

等〃）。

2.（2025・安徽•一模）小明同学预习“实验：探究平抛运动的特点〃这一内容时，在家里就地取材设计了实验。

如图（1）所示，在高度为80.0cm的水平桌面上用长木板做成一个斜面，使小球从斜面上某一位置滚下，滚

过桌边后小球做平抛运动。当地重力加速度为9.8m/s2。

A.实验时应保持桌面水平

B.应使用体枳小、质量大的小球

C.必须保证长木板与桌面的材料相同

（2）为了记录小球的落点痕迹，小明依次将白纸和复写纸固定在竖直墙上，再把桌子搬到墙壁附近。从斜面

上某处无初速度释放小球，使其飞离桌面时的速度与墙壁垂直，小球与墙壁碰撞后在白纸上留二落点痕迹。

改变桌子与墙壁的距离（每次沿垂直于墙壁方向移动10.0cm）,重复实验，白纸上将留下一系列落点痕迹，

挑选有4个连续落点痕迹的白纸，如图（2）所示。根据测量的数据，可得小球离开桌面时的速度大小为_

m/s,打到8点时的速度大小为m/So（结果均保留1位小数）

3.（2025•安徽4鞍山一模）某物理实睑小组探究加速度与质量的关系，实脸装置如图甲所示，小车内装

有数个跌码，通过跨过滑轮的细绳连接一个装有重物的托盘，实验步骤如下：

①挂上托盘和重物，改变木板的倾角，使小车拖着纸带沿木板匀速下滑；

②取下托盘和重物，让小车沿木板下滑，测出小车和车中他码的总质量"及加速度〃：

③保持托盘和重物的质量不变，在小车中依次减少佬码的个数，重复步骤①和②，记录多组数据，作出

■的图像；

④最后总结出加速度与质量的关系。

图内

请回答以下问题:

⑴该实验方案（选填“需要〃或“不需要〃）满足托盘和重物的总质量远小于小车及祛码的总质量。

⑵图乙为某次实验中得到的纸带，人、4、C、。、七为选取的计数点，相邻两计数点间有四个点未画出，打

点计时器的频率为50Hz,则小车的加速度为m/s2o（结果保留3位有效数字）

⑶实验中作出小车的，，-上的图像如图内所示，已知图像的斜率为限重力加速度大小为g,则托盘和重物

M

的总质量m=o

4.（2025•安徽淮北••模）某同学发现在验证动量守恒定律的现有实验中，都是验证碰撞前与碰撞后系统

的动量是否守恒。该同学提出质疑：碰撞作用过程中系统动量是否守恒？于是从实验室找来DIS传感器组件

验证两小车碰撞过程中动量是否守恒。如图所示，无线速度传感器实时记录了两小车碰撞过程中速度与时

间内关系图像。

⑴由图像可知该碰撞为碰撞（选填“弹性〃、”非弹性〃或“完全非弹性〃）。

（2）已知。车的质量为0.46kg,〃车的质量为0.41kg,取碰撞过程中任意两个时刻与，由图可知乙时刻

va=0.081m/s,vh=0.668m/s,比时两车的总动量为p1=kgm/s,4时刻匕'=。115m/s,

v/=0.628m/s,此时两车的总动量为生=kg-m/s（计算结果保留三位有效数字）。

⑶本实验得出的结论：。

5.（2025•安徽黄山•一模）我国天宫实验室中曾进行过“应用动力学方法测质量〃的实验。某兴趣小组受到启

发，设计了在太空完全失重环境下（忽略空气阻力）测小球质量并验证弹性碰撞的实验方案：

（1）装置如图，在环绕地球运转的空间站中的桌面上固定一个支架，支架上端通过力传感器。连接一根轻

绳，轻绳末端系一个直径为"的小球4；

（2）保持轻绳拉直，给小球〃一个初速度，小球〃在与桌面垂直的平面内做匀速圆周运动，支架上端。与

小球球心的距离为L当小球。运动至最高点时，该处的光电门阳可记录下小球〃通过该位置的遮光时间，

记为并同时记下力传感器显示的读数人根据以上测量数据，可得小球。的质量〃％=（用"，F,

c»6r表不）；

（3）更换大小相同的小球〃，重复以上操作，可测得小球》的质量〃%;

（4）在小球〃匀速圆周运动的过程中，将小球方放置在桌面右侧的固定支架上，支架在小球”运动的平面

内。当小球。运动至最低点时剪断轻绳，为保证小球。与小球方能发生正碰，小球》放置的高度与小球。

运动至最低点的高度相比，应（选填"等高”"稍高一些"或"稍低一些"）；

（5）小球a与b碰后，依次通过右侧的光电门N,光电门记录下小球a的遮光时间为。、小球人的遮光时

间为4,若测得2t=2,则当测出｝=时，即可验证小球“、的碰撞为弹性碰撞。

<2

考点02电学实验

一、实验题

1.（2025•安徽•一模）某物理兴趣小组要测量绕制滑动变阻器的电阻丝的电阻率，已知紧密贴合单层绕制

的电阻丝共120匝，如图甲所示，具体步骤如下:

7cm

0游标尺10

⑴同学A用游标卡尺测量金属筒的直径，如图乙所示，读数为mm；使用螺旋测微器测量电阻丝的

直径，如图丙所示，读数为mm。

⑵同学B使用如图丁所示的电路测量滑动变阻器的最大阻值心,把待测滑动变阻器的阻值调至最大处，闭

合开关S,调节电阻箱Ro的阻值，读出多组电流表的示数/以及对应的刈数值，作出如图戊所示的;-4图

像，忽略电源及电流表的内阻，由图像分析可得滑动变阻器的最大阻值此为C,使用的电源电动

势为V。

⑶根据以上实验数据可得绕制滑动变阻器的电阻丝的电阻率约为Q・m（结果保留三位有效数字）。

2.（2025•安徽•一模）某同学想测量某未知电阻人的阻值：

⑴用多用表的欧姆挡先粗测电阻人的阻值，他选择的倍率为“xlk〃，测量时指针如图所示，则待测电阻的阻

值为kQo

⑵该同学根精确测量该未知电阻的阳伯，要求电表示数可以从0开始调节，设计如下实监。

实验器材：

A.电压表V1（量程O~1V,内阻4为5k。）

B.电压表V2（量程0~3V,内阻4约10kC）

C.电流表A（量程0~0.6A,内阻〃约5C）

D.滑动变阻器队（最大阻值为1C0）

E.滑动变阻器&（最大限值为6g）

F.电源石（电动势约3V,内阻不计）

G.开关S,导线若干

完成下列填空：

①滑动变阻器选________（填写器材前的选项序号）。

②在方框中画出设计的实验电路,并标注所选器材的符号。

③由实验电路得到未知电阻凡阻值的表达式为凡=（用已知量和所选电表测得的物理量的字母表

示，电表V-匕、A的示数可用乙、％,/表示）。

3.（2025•安徽•一模）某兴趣小组利用半封闭可调内阻电池研究闭合电路的规律，其实物图和工作的电路

图如图（1）、图（2）所示。图（2）中M为电池的正极，N为电池的负极；〃、〃为一组实验探针，与正

负极非常接近但不与其接触，〃与数字电压表K连接，用于测量内电压U内;数字电压表匕并联在电阻箱

两端，用于测量路端电压U外:数字电流表A接在干路中，用于测量干路电流/。

图(2)

⑴注射器抽气或充气使中间液面升降，从而改变电池的内阻，充气后，液面（填”升高〃或"卜.降〃），

电池内阻将（填"变大"或"变小〃）；

（2）保持内电路不变，调节电阻箱的阻值，记录两电压表示数U外和〃内、电流表示数/、电阻箱阻值凡卜，数

据如表所示。由数据可得，电池电动势E=;

序号U外NU内/V7/A

12.0500.0000.000OO

21.9370.1010.03063

31.9100.1200.03652

41.8790.1450.04441

51.8200.1860.05730

⑶根据数据，作出u外-/图像和U内-/图像，如图（3）、图（4）所示。U外T图像斜率的绝对值为占、4-1

图像的斜率为及，可得K右（填">"〃="或〃<〃），在操作和读数均无误的情况下，得到上述结果的原

因可能是o（回答一个即可）

0000001000200090004000500060

图（3）

4.（2025•安徽马鞍山•一模）某物理兴趣小组做测定圆柱形导体电阻率的实验。

⑴先用刻度尺测出圆柱形导体的长度，再用螺旋测微器测量圆柱形导体的百径如图甲所示，其读数为一

mm：

（2）实验小组用多用电表测量出该导体的阻值约为50。，为了更精确地测量其阻值，他们找来如卜.器材:

A.电源E（电动势约3V,内阻约为0.5Q）

B.电流表Ai（量程0~10mA,内阻々=10。）

C.电流表A2（量程0~60mA,内阻/*2约为2.0Q）

D.滑动变阻器&（最大阻值100）

E.定值电阻R/（阻值旧尸30C）

F.定值电阻R2（阻值&=290。）

G.开关S,导线若干

①依据上述实验器材，设计图乙所示的电路测量圆柱形电阻R、的阻值，开关S闭合前，滑片P应置于滑动

变阻器的端（选填力"或％"）；

②依据图乙的电路图，该导体阻直&=（用电流表Ai的示数//、电流表A2的示数〃、电流表Ai的内

阻。、与电流表Ai串联的定值电阻用R表示）；

③图乙中，与电流表Ai串联的定值电阻R应选_____（选填“R/”或"&〃）;

⑶不考虑偶然误差的情况下，用该方法测量的圆柱形导体电阻率p海____pA（选填“大『”等于〃或“小尸）。

5.（2025•安徽黄山•一模）力敏电阻是一种将机械力转换为电信号的特殊原件，它的工作原理是利用半导

体材料的电阻随所受压力大小改变而改变，主要用于各种张力计、转矩计、加速度计、半导体传声器及各

种压力传感器中。某社团活动小组对一个力敏电阻研究的过程中设计了以下实验：

⑴利用伏安法测出力敏电阻R在承受压力500N时其电阻的大小。如图甲为测量电路，其中电压表V

内阻约为2kC,电流表Ai内阻R“=10Q,为减小测量误差，测量电路中电压表的右端应接在端（选

填"或％”）；

⑵闭合开关后电压表读数为3.0V,电